FI59423C - Elektrisk ledare av aluminiumlegering samt foerfarande foer framstaellning av denna - Google Patents

Description

M „nKUULUTUSjULKAISU r ~ . _ [BJ ( 1) UTLÄ6GNINGSSKRIFT 5 942 3 C (45) Patentti -nySiin·'tiy 10 00 10iU Patent -nodlelat ^ ^ (51) Kv.ik.V.ci.3 C 22 C 21/00 // H 01 B 1/02 SUOMI—FINLAND (21) Patunttlhukumut — PatununaSkning 1593/72 (22) Hakumlaptlvl — AnatMinlngarfag 06.06.72 ' ' (23) AlkupMvt—Glltlghatsdag 06.06.72 (11) Tulkit luikituksi — Bllvlt offuntllg 08.12.72 _ _ . . , ^ (44) NihtivUcilpunon |« kuuL|ulkulsun pvm. — , Λ

Patent-och registerstyrelsen ' Ansekan utisgd och utUkrtitun pubiicerad 30.01.8l (32)(33)(31) utuoikuu* —Buglrd prlorltrt 07.06.71

USA(US) I5O72I

(71) Southvire Company, 126 Fertilla Street, Carrollton, Georgia 30117, USA(US) (72) Roger John Schoerner, Carrollton, Georgia, Enrique Calixto Chia, Carrollton, Georgia, USA(US) (7I) Leitzinger Oy (5I) Alumiinilejeeringistä muodostuva sähköjohdin sekä menetelmä sen valmistamiseksi - Elektrisk ledare av aluminiumlegering samt förfarande för framställning av denna Käsillä olevan keksinnön kohteena on alumiinipohjainen lejeerinki joka sopii erityisesti suurilujuisten ja keveiden sähköjohtimien valmistamiseen mukaanlukien langat, tangot ja muut tällaiset tehdaskappaleet, käsillä oleva lejeerinki sopii erityisen hyvin käytettäväksi lankana, tankona, kaapelina, kokoo-matankona, putkiliittimenä, päätteenä, kokoojapistokkeena tai sähköisenä kytkentälaitteena sähkön johtamista varten.

2 59423

Alumiinipohjäiset lejeeringit löytävät yhä enemmän käyttöä nykyaikaisessa kaupankäynnissä johtuen niiden kevyestä painosta ja alhaisesta hinnasta. Eräs alue, jossa alumiinilejeeringit ovat löytäneet lisääntyvää käyttöä, on kuparin korvaaminen sähköisesti johtavan langan valmistuksessa. Tavanomaiset sähköisesti johtavat alumii-nilejeerinkilangat (joista käytetään viitettä EC) sisältävät olennaisen määrän puhdasta alumiinia ja hivenmääriä epäpuhtauksia kuten piitä, vanadiinia, rautaa, kuparia, mangaania, magnesiumia, sinkkiä, booria ja titaania.

Vaikkädn painon ja hinnan suhteen alumiinilejeeringit ovat toivottavia, ne eivät ole saavuttaneet läheskään täydellistä hyväksymistä sähkönjohdinten markkinoinnissa. Eräs pääsyistä täydellisen hyväksymisen puutteeseen on fysikaalisten ominaisuuksien alue, jotka voidaan saada tavanomaisilla EC-alumiinilejeerinkijohtimilla.

Jos fysikaalisia ominaisuuksia, kuten lämpöstabiilisuutta, vetolujuutta, prosenttivenymää, taottavuutta ja myötölujuutta, voitaisiin huomattavasti parantaa olennaisesti pienentämättä valmiin tuotteen sähkönjohtavuutta, saavutettaisiin hyvin toivottu parannus. Kuitenkin tiedetään, että lejeerinkiä muodostavien aineiden, kuten muissakin alumiinilejeeringeissä, lisääminen pienentää johtokykyä vaikkakin parantaa fysikaalisia ominaisuuksia. Niinmuodoin vain ne alkuaineiden lisäykset, jotka parantavat fysikaalisia ominaisuuksia huomattavasti pienentämättä johtokykyä, antavat hyväksyttävän ja hyödyllisen tuotteen.

Käsillä olevan keksinnön päämäärä on siten tuoda esiin uusi alumiini-lejeerinkinen sähköjohdin, joka yhdistää paremmat fysikaaliset ominaisuudet hyväksyttävän sähköjohtavuuden kanssa. Nämä ja muut käsillä olevan keksinnön päämäärät, piirteet ja edut ovat ilmeisiä tarkasteltaessa seuraavaa yksityiskohtaista keksinnön suoritusmuodon kuvausta.

Keksinnön mukaisesti tämä alumiinipohjäinen lejeerinki valmistetaan sekoittamalla nikkeliä, rautaa ja valinnaisesti muita lejeerinkejä muodostavia alkuaineita alumiinin kanssa uunissa sulan saamiseksi, jossa on tarvittavat prosenttimäärät alkuaineita. On havaittu, että sopivia tuloksia saadaan, kun nikkeliä on mukana noin 0,20 -noin 1,60 painoprosenttia. Parempia tuloksia saadaan, kun nikkeliä on mukana noin 0,50 - noin 1,00 painoprosenttia ja erityisen hy- 3 59423 viä ja suositeltuja tuloksia saadaan, kun nikkeliä on mukana noin 0,60 - noin 0,80 %.

Sopivia tuloksia saadaan, kun rautaa on mukana noin 0,30 - noin 1,30 painoprosenttia, Parempia tuloksia saadaan, kun rautaa on mukana noin 0,40 - noin 0,80 painoprosenttia, ja erityisen hyviä ja suositeltuja tuloksia saadaan, kun rautaa on mukana noin 0,45 - noin 0,65 painoprosenttia.

Käsillä olevan lejeeringin alumiinipitoisuus voi vaihdella noin 97,00 %:sta noin 99,50 painoprosenttiin ja parhaita tuloksia saadaan, kun alumiinipitoisuus vaihtelee välillä noin 97,80 - noin 99,20 painoprosenttia. Koska maksimi- ja minimialumiinipitoisuuden prosenttimäärät eivät vastaa lejeerinkejä muodostavien alkuaineiden maksimi-ja minimimääriä, tulisi olla ilmeistä, että sopivia tuloksia ei saada, jos käytetään maksimiprosenttimääriä kaikille lejeerinkejä muodostaville alkuaineille. Jos käytetään kaupallista alumiinia käsillä olevan sulan valmistuksessa, on suositeltavaa, että alumiini- ennen lisäämistään sulaan uunissa, ei sisällä enempää kuin yhteensä 0,10 % hivenepäpuhtauksia.

Vaihtoehtoisesti käsillä oleva lejeerinki voi sisältää muuta lejee-rinkiä muodostavaa alkuainetta tai ryhmän lejeerinkejä muodostavia alkuaineita. Valinnaisten lejeerinkien muodostavien alkuaineiden kokonaiskonsentraatio voi olla aina noin 2,00 painoprosenttiin asti; suositellusta käytetään noin 0,10 - noin 1,50 painoprosenttia. Erityisen hyviä ja suositeltuja tuloksia saadaan, kun käytetään yhteensä noin 0,10 - noin 1,00 painoprosenttia muita lejeerinkejä muodostavia alkuaineita.

Muihin lejeerinkejä muodostaviin alkuaineisiin kuuluvat seuraavat:

Muut lejeerinkejä muodostavat alkuaineet

Magnesium Skandium Dysprosium

Koboltti Torium Terbium

Kupari Tina Erbium

Pii Molybdeeni Neodyymi

Zirkoni Sinkki Indium

Serium Wolframi Boori

Niobi Kromi Tallium 59423

Hafnium Vismutti Rubidium

Lantaani Antimoni Titaani

Tantaali Vanadiini Hiili

Kesium Renium

Yttrium

Parhaimpia tuloksia saadaan, kun käytetään seuraavia muita lejeerin-kejä muodostavia alkuaineita esitetyt painoprosenttimäärät:

Suositeltuja muita lejeerinkejä muodostavia alkuaineita

Magnesium 0,001 - 1,00 %

Koboltti 0,001 - 1,00 %

Kupari 0,05 - 1,00 %

Pii 0,05 - 1,00 %

Zirkoni 0,01 - 1,00 %

Niobi 0,01 - 2,00 %

Tantaali 0,01 - 2,00 %

Yttrium 0,01 - 1,00 %

Skandium 0,01 - 1,00 %

Torium 0,01 - 1,00 %

Harvinaiset maame- tallit 0,01 - 2,00 %

Hiili 0,01 - 1,00 %

Erityisen hyviä ja suositeltuja tuloksia saadaan, kun käytetään kobolttia tai magnesiumia muuna lejeerinkiä muodostavana alkuaineena. Sopivia tuloksia saadaan magnesiumilla tai koboltilla prosenttialueen ollessa noin 0,001 - noin 1,00 painoprosenttia ja parempia tuloksia saadaan, kun käytetään noin 0,025 - noin 0,50 painoprosenttia. Erityisen hyviä ja suositeltuja tuloksia saadaan, kun käytetään magnesiumia tai kobolttia noin 0,03 - noin 0,10 painoprosenttia.

Harvinaisia maametalleja voi olla mukana joko yksin ilmoitetulla prosenttialueella tai osaryhmänä tai kokonaisryhmänä, ryhmän koko-naisprosenttimäärän ollessa aikaisemmin ilmoitetulla prosenttialueella.

On ymmärrettävää, että muita lejeerinkejä muodostavia alkuaineita voi olla mukana joko yksin tai kahden tai useamman alkuaineen ryhmänä. On kuitenkin ymmärrettävä, että jos käytetään kahta tai useampaa s 59423 muuta lejeerinkiä muodostavaa alkuainetta, muiden lejeerinkejä muodostavien alkuaineiden kokonaiskonsentraation ei tulisi olla enempää kuin noin 2,00 painoprosenttia.

Sulan valmistamisen jälkeen, alumiinilejeerinki valetaan suositellusta jatkuvatoimisesti jatkuvaksi tangoksi jatkuvatoimisella valuko-neella ja sitten olennaisesti välittömästi sen jälkeen kuuraatyöste-tään valssilaitoksessa, jolloin saadaan jatkuva alumiinilejeerinki-tanko.

Eräs esimerkki jatkuvatoimisesta valu- ja valssaustoiminnasta, joka pystyy valmistamaan tässä selvityksessä määriteltyä jatkuvaa tankoa, on seuraavissa kappaleissa. On ymmärrettävää, että voidaan käyttää muita valmistusmenetelmiä sopivien tulosten aikaansaamiseksi, mutta että suositeltuja tuloksia saavutetaan jatkuvatoimisella prosessoinnilla. Tällaiset muut menetelmät käsittävät tavanomaisen suulakepu-ristamisen ja hydrostaattisen suulakepuristamisen tangon tai langan aikaansaamiseksi suoraan, alumiinilejeerinkijauheen sintrauksen tangon tai langan saamiseksi suoraan, tangon tai langan valamisen suoraan sulasta alumiinilejeeringistä ja tavanomaisen alumiinilejee-rinkibillettien valamisen, jotka sen jälkeen kuumatyöstetään tangoksi ja vedetään välillä päästään langaksi.

Jatkuvatoiminen valu ja valssaus

Jatkuvatoiminen valukone toimii keinona, jolla jähmetetään sula alu-miinilejeerinkimetalli, jolloin saadaan valutanko, joka kuljetetaan olennaisesti siinä tilassa, jossa se jähmettyi, jatkuvatoimisesta valukoneesta valssauslaitokseen, joka toimii keinona, jolla kuuma-muovataan valutanko tangoksi tai muuksi kuumamuovatuksi tuotteeksi sellaisella tavalla, joka aiheuttaa huomattavan liikkeen valutangolle pitkin useaa kulmamaisesti asetettua akselia.

Jatkuvatoiminen valukone on tavanomaista valupyörätyyppiä, jossa on valupyörä valu-urineen sen kehällä, joka on osittain suljettu päättymättömällä hihnalla, jota pukevat valupyörä ja välipyörä. Valu-pyörä ja päättymätön hihna toimivat yhdessä muodostaen muotin, jonka toiseen päähän sula metalli kaadetaan jähmettymään ja jonka toisesta päästä valutanko poistetaan olennaisesti siinä tilassa, jossa se jähmettyi.

6 59423

Valssauslaitos on tavanomaista tyyppiä, jossa on useita valssituoli-pareja järjestettynä siten, että ne kuumamuovaavat valutangon defor-maatiosarjan avulla. Jatkuvatoiminen valukone ja valssauslaitos sijaitsevat toistensa suhteen siten, että valutanko tulee valssauslai-tokseen olennaisesti välittömästi jähmettymisen jälkeen ja olennaisesti siinä tilassa, jossa se jähmettyi. Tässä tilassa valutanko on kuumamuovauslämpötilassa valutangon kuumamuovaukseen tarkoitetulla lämpötila-alueella kuumamuovauksen alkaessa ilman lämmittämistä valukoneen ja valssauslaitoksen välillä. Siinä tapauksessa, että on toivottavaa täsmälleen säätää valutangon kuumamuovauslämpötila kuumamuovauslämpötilojen tavanomaisella alueella, valutangon lämpötilan säätölaitteet voi olla asetettu jatkuvatoimisen valukoneen ja valssauslaitoksen välille poikkeamatta tässä esitetystä keksinnöllisyydestä.

Jokaisen valssituolipariin kuuluu useita valsseja, jotka tarttuvat valutankoon. Jokaisen valssituoliparin valsseja voi olla kaksi tai enemmän järjestettynä diametrisesti toisiaan vastapäätä tai järjestettynä yhtä etäällä oleviin kohtiin valutangon liikeakselin ympärille valssauslaitoksen läpi. Valssauslaitoksen jokaisen valssituoliparin valssia pyöritetään ennalta määrätyllä nopeudella voimalähteen avulla kuten yhdellä tai useammalla sähkömoottorilla ja valupyörää pyöritetään nopeudella, jonka yleensä määrittävät sen toimintaolosuhteet. Valssauslaitos toimii siten, että se kuumamuovaa valu-tangon tangoksi, jonka poikkileikkauksen pinta-ala on olennaisesti pienempi kuin valutangon, kun tämä tulee valssauslaitokseen.

Viereisten valssituoliparien valssien kehäpinnat valssauslaitoksessa muuttuvat konfiguraatioltaan; ts. valutankoon tarttuu peräkkäisten valssituoliparien valssit, joiden pinnoilla on erilaiset konfiguraa-tiot, eri suunnista. Tämä valutangon muuttuvapintainen tartunta valssituolipareissa toimii siten, että se muovaa tai muotouttaa metallin valutangossa sellaisella tavalla, että se työstyy jokaisessa valssituoliparissa, ja samanaikaisesti se pienentää ja muuttaa valu-tangon poikkileikkauksen pinta-alan tankomaiseksi.

Koska jokainen valssituolipari tarttuu valutankoon, on toivottavaa, että valutanko otetaan vastaan riittävällä tilavuudella per yksikkö-aika valssituoliparissa jotta valutanko yleisesti ottaen täyttää valssituoliparin valssien määrittämän tilan siten, että valssit te- • 59423 hokkaasti työstävät metallin valutangoksi. Kuitenkin on myös toivottavaa, että kunkin valssituoliparin valssien määrittämää tilaa ei täytetä liikaa niin, että valutankoa ei pakoteta valssien välisiin aukkoihin. Täten on toivottavaa, että tankoa syötetään kohti jokaista valssituoliparia sellaisella tilavuudella per yksikköaikaa, joka riittää täyttämään, mutta ei täytä liikaa, valssituoliparien valssien määrittämän tilan.

Kun valutanko otetaan vastaan jatkuvatoimisesta valukoneesta, siinä on tavallisesti yksi suurempi litteä pinta, joka vastaa päättymättömän hihnan pintaa, ja sisäänpäin kapenevia sivupintoja, jotka vastaavat valupyörässä olevan uran muotoa. Kun valssituoliparien valssit puristavat valutankoa, valutangon muoto muuttuu siten, että se yleensä saa poikkileikkaukselleen muodon, jonka määrittävät jokaisen valssituoliparin valssien viereiset kehät.

Täten on ymmärrettävää, että tällä laitteella valmistetaan rajaton määrä eripituisia alumiinilejeerinkisiä valutankoja samanaikaisesti valamalla sula alumiinilejeerinki ja kuumamuovaamalla tai valssaamal-la alumiinivalutanko. Jatkuvalla tangolla on IAC-standardin mukainen sähkönjohtokyky 57 % ja sitä voidaan käyttää sähkön johtamiseen tai se voidaan vetää langaksi, jonka poikkileikkauksen halkaisija on pienempi.

Eri paksuisten lankojen valmistamiseksi, valamalla ja valssaamalla valmistettu jatkuva tanko pienennetään, päästämätön tanko (so. valssattuna f-asteeseen) kylmävedetään läpi sarjan progressiivisesti suppenevia suuttimia välillä päästämättä, jolloin muodostuu halkaisijaltaan haluttu jatkuva lanka. On havaittu, että välipäästöjen poisjättäminen on suositeltavaa tangon käsittelyn aikana ja parantaa langan fysikaalisia ominaisuuksia. Käsittely välipäästöin on hyväksyttävää, kun langan fysikaalisten ominaisuuksien vaatimukset sallivat pienempiä arvoja. Kovavedetyn langan sähkönjohtokyky on vähintään 57 % IACS. Jos halutaan suurempi sähkönjohtokyky tai suurempi pitenemä, lanka voidaan päästää tai päästää osittain, sen jälkeen kun haluttu lankakoko on saatu ja jäähdytetty. Täysin päästetyn langan sähkönjohtokyky on vähintään 58 % IACS. Päätelmänä veto-operaatiosta tai valinnaisesta päästämisestä on havaittu, että lejee-rinkilangalla on aikaisemmin tässä hakemuksessa määritellyt ominaisuudet: parempi vetolujuus ja myötölujuus sekä parempi lämpöstabiili- 8 59423 suus, lopullinen prosenttipitenemä ja parempi taottavuus ja väsymislujuus. Päästäminen voi olla jatkuvatoiminen kuten vastuspäästössä, induktiopäästössä, konvektiopäästössä jatkuvilla uuneilla tai sätei-lypäästöllä jatkuvilla uuneilla, tai suositellusta se voi olla panos-päästetty panosuunissa. Jatkuvatoimisesti päästettäessä voidaan käyttää lämpötiloja noin 232 - noin 649°C päästöaikojen ollessa noin 5 minuuttia - noin 1/10 000 minuuttia. Yleensä kuitenkin voidaan säätää jatkuvatoimisen päästön lämpötiloja ja aikoja täyttämään kyseessä olevan kokonaiskäsittelyn vaatimukset niin kauan kuin halutut fysikaaliset ominaisuudet saavutetaan. Panospäästössä käytetään lämpötilaa noin 204 - noin 399°C viipymäaikojen ollessa noin 30 minuuttia - noin 24 tuntia. Kuten on mainittu jatkuvatoimisen päästön suhteen, panospäästössä aikoja ja lämpötiloja voidaan muuttaa niin, että ne sopivat kokonaismenetelmään niin kauan kuin halutut fysikaaliset ominaisuudet saadaan.

On havaittu, että käsillä olevasta lejeeringistä olevan täysin päästetyn pehmytlangan, jonka paksuus on 10 (American wire gauge), ominaisuudet vaihtelevat seuraavien rajojen välillä:

Johtokyky Vetolujuus, kg/bn t-pitenemä myötölujuus, kg/cm 58%-63 + % 844 - 1688 12%-30% 562 - 1266

Keksintö ymmärretään täydellisemmin seuraavista esimerkeistä:

Esimerkki n:o 1

Valmistettiin erilaisia sulia lisäämällä vaadittu määrä lejeerinkejä muodostavia alkuaineita 1816 g:aan sulaa alumiinia, joka sisälsi alle 0,10 % hivenalkuaine-epäpuhtauksia, jotta saataisiin alkuaineiden prosenttikonsentraatio, joka on esitetty mukaanliitetyssä taulukossa; loppuosa on alumiinia. Käytetään grafiittiupokkaita, paitsi niissä tapauksissa, joissa lejeerinkejä muodostavat alkuaineet ovat tunnettuja karbidien muodostajia, joissa tapauksissa käytetään alumiinioksidiupokkaita. Sulat pidetään riittävän kauan ja riittävissä lämpötiloissa jotta sallittaisiin lejeerinkejä muodostavien alkuaineiden täydellinen liukeneminen perusalumiinin kanssa. Sulan yllä käytetään argonilmakfehää hapettumisen estämiseksi. Jokainen sula valetaan jatkuvatoimisesti jatkuvatoimisella valukoneel-la ja välittömästi kuumavalssataan valssauslaitoksen läpi 9,53 mm:n 5 94 23 jatkuvaksi tangoksi . K ovat a pko ( :-’l -suttuna 5 vedettiin sen jälkeen ja päästettiin S t-.mtia I3m.p£vt\; Ί .^l0y pehyfclangaksi (päästetty).

Lopullinen saatu longinia ]..} .;-ϋο- ί ^ ·' .k· 2,,5333 ποιο, paksuus n:o 10 AWG.

Käytetyt lejeerinki t y vnit ja niillä suoritettujen kokeiden tulokset ovat seuraavat:

Taulukko 1

M Ie LVL % IACS

,30 1,00 17 s 000 12,5 ϋυ,49 ,80 ,70 18,300 25,0 59,73 1,00 ,50 17,900 25,1 59,97 1,50 ,40 17,800 21,8 59,52 %-pit. s lopullinen %~pitfmemä LVL = lopullinen veto'! ui >hi« % IACS = johtokyky. 5 1 Ac:',

Esimerkki n:o 2

Valmistettiin toinen lajeerinkisula esimerkin 1 mukaisesti siten, että koostumus painoprofu-u · vi ra oli seuraavat Nikkeli ~ 0,60 %

Rauta · 0,90 5

Magnesium ~ 0,15 ’*>

Alumiini - loppuosa

Sula käsiteltiin pehmyt?angaksi, lonka paksuus oli n:o 10. Langan fysikaaliset ominaisuudet olivat seuraavat:

, O

Lopullinen vetolujuus - 1280 kg/cm

Lopullinen pro s ent t ip i t e n e mä 25,? %

Johtokyky - 59 ,.i.O % IACS

Esimerkki n:o 3

Valmistettiin toinen 2oj~’-kinuta ea’merkin n:o 1 mukaisesti siten, että koostumus n0.00opr?·<εonτteina oli seuraava: 10 59423

Nikkeli - 0,40 %

Rauta - 1,10 %

Alumiini - Loppuosa

Sula käsiteltiin pehmytlangaksi, jonka paksuus oli n:o 10. Langan fysikaaliset ominaisuudet olivat seuraavat: 2

Lopullinen vetolujuus - 1223 kg/cm

Lopullinen prosenttipitenemä - 14,1 %

Johtokyky - 60,30 % IACS

Esimerkki n:o 4

Valmistettiin toinen lejeerinkisula esimerkki n:o 1 mukaisesti siten, että koostumus painoprosentteina oli seuraava:

Nikkeli - 1,60 %

Rauta - 0,30 %

Alumiini - Loppuosa

Sula käsiteltiin pehmytlangaksi, johka paksuus oli n:o 10. Langan fysikaaliset ominaisuudet olivat seuraavat: 2

Lopullinen vetolujuus - 1209 kg/cm

Lopullinen prosenttipitenemä - 27,5 %

Johtokyky - 59,1 % IACS

Esimerkki n:o 5

Valmistettiin toinen lejeerinkisula esimerkin n:o 1 mukaisesti siten, että koostumus painoprosentteina oli seuraava:

Nikkeli - 0,20 %

Rauta - 1,30 %

Alumiini - Loppuosa

Sula käsiteltiin pehmytlangaksi, jonka paksuus oli n:o 10. Langan fysikaaliset ominaisuudet olivat seuraavat: 2

Lopullinen vetolujuus - 1230 kg/cm

Lopullinen prosenttivenymä - 13,5 %

Johtokyky - 61,05 % IACS

11 59423

Esimerkki n:o 6

Valmistettiin toinen lejeerinkisula esimerkin n:o 1 mukaisesti siten, että koostumus painoprosentteina oli seuraava:

Nikkeli - 0,80 %

Rauta - 0,45 %

Koboltti - 0,10 %

Alumiini - Loppuosa

Sula käsiteltiin pehmytlangaksi, jonka paksuus oli n:o 10. Langan fysikaaliset ominaisuudet olivat seuraavat: 2

Lopullinen vetolujuus - 1255 kg/cm

Lopullinen prosenttipitenemä - 23,6 %

Johtokyky - 59,8 % IACS

Testaamalla ja analysoimalla lejeerinkiä, joka sisälsi 0,80 painoprosenttia nikkeliä, 0,30 painoprosenttia rautaa ja loppuosan alumiinia, on havaittu, että käsillä oleva alumiinipohjäinen lejeerinki kylmätyöstämisen jälkeen sisältää intermetallisia yhdistesaostumia. Eräs tunnistetuista yhdisteistä on nikkelialuminaatti (NiAlg) ja toinen on tunnistettu rauta-aluminaatiksi (FeAlj). Intermetallisen nik-keliyhdisteen on havaittu olevan hyvin pysyvä ja erityisesti se on pysyvä korkeissa lämpötiloissa. Nikkeliyhdisteellä on myös alhainen taipumus sulautua yhteen lejeeringistä muodostettujen tuotteiden päästön aikana ja yhdiste on yleensä epäyhtenäinen alumiinimatriisin kanssa. Tämän lejeeringin vahvistamismekanismi johtuu osaksi intermetallisen nikkeliyhdisteen dispergoitumisesta saostumana alumiini-matriisin läpi. Saostuma pyrkii kiinnittämään dislokaatiokohtia, joita esiintyy lejeeringistä muodostetun langan kylmätyöstämisen aikana. Tarkasteltaessa intermetallista nikkeliyhdistesaostumaa kylmävedetyssä langassa, havaitaan, että saostumat ovat orientoituneet vetämisen suuntaan. Lisäksi havaitaan, että saostumat voivat olla konfiguraatioltaan tankomaisia, levymäisiä tai pallomaisia.

Myös muita intermetallisia yhdisteitä voi muodostua riippuen sulan aineosista ja lejeerinkiä muodostavien alkuaineiden suhteellisista konsentraatioista. Näitä intermetallisia yhdisteitä ovat seuraavat: Ni2Al3, MgCoAl, Fe2Al5, Co2Alg , Co1+Al13, CeAl^ , CeAl2, VA1n ’ VA17 » VAlg, VA13, VA112, Zr3Al, Zr2Al, LaAl^, LaAl2, Al3*Ji2, Al2Fe5, Fe3NiAl1Q, Co2A15, FeNiAlg.

12 594 2 3

Intermetallinen rauta-aluminaattiyhdiste edistää myös osaltaan dis-lokaatiokohtien kiinnittymistä langan kylmätyöstön aikana. Tarkasteltaessa intermetallista rautayhdistesaostumaa kylmävedetyssä langassa, havaitaan, että saostumat ovat olennaisesti tasaisesti jakaantuneet lejeeringin läpi ja niiden hiukkaskoko on alle 1 mikroni. Jos lanka vedetään ilman mitään välipäästöjä, intermetallisten, rautayhdisteiden hiukkaskoko on alle 2000 A.

Johtokyvyltään suurten alumiinilejeeringilankojen eräs luonteenominaisuus, jota vetolujuutta, prosenttipitenemää ja sähkönjohtokykyä koskevat historialliset kokeet eivät osoita, on mahdollinen ominaisuuksien muutos Säikeiden lämpötilan kasvujen, pienenemisten tai heilahtelujen tuloksena. On ilmeistä, että säikeen tai säiesarjan maksimitoimintalämpötilaan vaikuttaa tämä lämpötilaominaisuus. Tämä ominaisuus on myös hyvin merkittävä valmistuksen kannalta, koska useat eristysprosessit vaativat korkeassa lämpötilassa tapahtuvia lämpökovettamisia.

On havaittu, että käsillä olevan keksinnön mukaisella alumiinilejee-rinkisellä langalla on lämpöstabiilisuusominaisuus, joka ylittää tavanomaisten alumiinilejeerinkilankojen lämpöstabiilisuuden.

Selyyyden vuoksi tässä hakemuksessa käytettyä terminologiaa selitetään seuraavasti:

Alumiinilejeerinkitanko - kiinteä tuote, joka on pitkä poikkileik kauksensa suhteen. Tavallisesti tangon poikkileikkaus on välillä 7,62 cm ja 0,953 cm.

Alumiinilejeerinkilanka - kiinteä käännetty tuote, joka on pitkä poikkileikkauksensa suhteen, joka poikkileikkaus on nelikulmainen tai suorakulmainen terävillä tai pyöreinä kulmilla tai reunoilla tai pyöreä, säännöllinen kuusikulmio tai säännöllinen kahdeksankul-mio ja jonka halkaisija tai suurin kohtisuora etäisyys yhdensuuntaisten pintojen välillä on 0,950 cm - 0,00787 cm.

Vaikkakin tätä keksintöä on kuvattu yksityiskohtaisesti erityisesti viitaten sen suositeltuihin suoritusmuotoihin, on ymmärrettävä, että voidaan tehdä muunnelmia ja modifikaatioita tässä yhteydessä kuvatun ja mukaanliitetyissä patenttivaatimuksissa määritellyn keksinnön hengessä ja piirissä.

Claims (11)

1 3 59423

1. Alumiinilejeeringistä muodostuva sähköjohdin, tunnettu siitä, että sen sähkönjohtokyky on vähintäin 57 % IAC-standardin mukaan ja että lejeerinki sisältää olennaisesti 0,2 - 1,6 painoprosenttia nikkeliä, 0,3 - 1,3 painoprosenttia rautaa, 97 - 99,5 painoprosenttia alumiinia, vähemmän kuin 0,1 painoprosenttia kobolttia ja aina 2 reen painoprosenttiin asti ainakin yhtä muuta lejeerinki-ainetta, joka on valittu ryhmästä, johon kuuluu: Magnesium Yttrium Renium Kupari Skandium Dysprosium Pii Torium Terbium Zirkoni Tina Erbium Serium Molybdeeni Neodyymi Niobi Sinkki Indium Hafnium Wolframi Boori Lantaani Kromi. Tallium Tantaali Vismutti Rubidium Kesium Antimoni Titaani Vanadiini Hiili

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sähköjohdin, tunnettu siitä, että sen sähkönjohtokyky on vähintäin 58 % IAC-standardin mukaan.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen sähköjohdin, tunnettu siitä, että mainittu muu lejeerinkiaine on valittu ryhmästä, johon kuuluu: magnesium, pii, tantaali, torium, zirkonium, yttrium, hiili, kupari, niobi, skandium tai harvinainen maametalli tai kahden tai useamman em. aineen seokset.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen sähköjohdin, tunnettu siitä, että nikkeliä on mukana noin 0,5 - noin 1 painoprosenttia, rautaa noin 0,4 - noin 0,8 painoprosenttia, muuta lejeerinkiainetta noin 0,1 - noin 1,5 painoprosenttia ja alumiinia noin 97,8 - noin 99,2 painoprosenttia.

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen sähköjohdin, tunnettu siitä, että lejeeringin muodostaa (painoprosentteina) nikkeli 0,6 - 0,8 %, rauta 0,45 - 0,65 %, magnesium 0,03 - 0,1 % ja alumiini 97,8 - 99,2 %. 14 59423 6. patenttivaatimuksen 2 mukainen sähköjohdin, tunnettu siitä, että lejeeringin muodostaa (painoprosentteina) nikkeli 0,6 - 0,8 %, rauta 0,45 - 0,65 %, koboltti 0,03 - 0,1 % ja alumiini 97,8 - 99,2 %.

7. Patenttivaatimuksen 2 mukainen sähköjohdin, tunnettu siitä, että muun seostusaineen muodostaa magnesium 0,001 - 1 %, kupari 0,05 - 1 %, pii 0,05 - 1 %, zirkoni 0,01 - 1 %, niobi 0,01 - 2 %, tan-taali 0,01 - 2 %, yttrium 0,01 - 1 %, skandium 0,01 - 1 %, torium 0,01 - 1 % harvinaiset maametallit 0,01 - 2 % tai hiili 0,01 - 1 % tai kahden tai useamman edellä olevan seokset.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen sähköjohdin, tunnettu siitä että lejeerinki sisältää rauta-aluminaattihiukkasia, joiden koko on pienempi kuin 200 nm.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sähköjohdin, tunnettu siitä, että se on tangon muodossa.

10. Menetelmä valmistaa patenttivaatimuksen 1 mukainen sähköjohdin, tunnettu siitä, että seostetaan noin 0,2 - noin 1,6 paino-% nikkeliä ja noin 0,3 - noin 1,3 paino-% rautaa, noin 97 - noin 99,5 paino-% alumiinia ja vähemmän kuin 0,1 paino-% kobolttia aina noin 2 paino-% asti muuta seostusainetta, joka on magnesium, kupari, pii, zirkoni, serium, niobi, hafnium, lantaani, tantaali, renium, skandium, torium, tina, molybdeeni, sinkki, volframi, kromi, vismutti, antimoni, vanadiini, yttrium, terbium, erbium, neodyymi, indium, boori, tallium, rubidium, titaani, hiili, kesium tai dysprosium, valetaan jatkuvasti näin saatu lejeerinki pyörivän valupyörän kehässä olevaan uraan, jonka uran osapituutta peittää pyörää kiertävä metallihihna ja kuumavals-sataan valulejeerinki olennaisesti välittömästi valamisen jälkeen olennaisesti siinä tilassa, jossa on valettu jatkuvan tangon muodostamiseksi .

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tanko tämän jälkeen vedetään johdoksi vetolevyillä ilman vä-lihehkutusta. 59423